《Journal of Environmental Sciences》：Tackling antibiotic resistance genes as environmental contaminants: Innovations in advanced oxidation processes and strategic solutions
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本文讨论了抗抗生素基因（ARGs）在环境中的起源、传播和分布。
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综述了ARGs的检测方
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本文讨论了抗抗生素基因（ARGs）在环境中的起源、传播和分布。
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综述了ARGs的检测方法。
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对各种用于降解ARGs的高级氧化工艺（AOPs）技术进行了批判性评估。
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探讨了ARGs去除的局限性以及未来的研究方向。
引言
尽管抗生素耐药性（AR）早于抗生素的临床应用（Sachdeva和Sarethy，2025年），但抗生素耐药基因（ARGs）通过移动遗传元件（MGEs）在细菌群中传播，这些元件包括噬菌体、转座子、质粒和游离DNA。人类对抗微生物药物的过度使用加剧了这种水平基因转移（HGT），导致细菌种群中AR的普遍性增加。多重耐药感染每年在欧洲造成约25,000人死亡，在美国造成23,000人死亡（Belay等人，2024年），这突显了减缓ARG传播的紧迫性。
快速的城市化和废水产量的增加使得污水处理厂（WWTPs）成为ARGs和耐抗生素细菌（ARB）的主要聚集地，这些污水来自家庭、医院、水产养殖和工业。传统的生物处理方法无法完全去除ARGs，处理后的废水中残留的基因含量通常在10^5至10^9个/升之间（Chin等人，2018年；Okoye等人，2025年）。基于生物膜的系统还会进一步积累抗生素和金属，从而促进ARGs的富集（Zhang等人，2018年，2025年）。因此，开发有效的降解策略对于减少环境风险至关重要。
高级氧化工艺（AOPs）已成为从水溶液中去除包括ARGs在内的新兴污染物的有效方法（Lu等人，2025b年；Zhang等人，2024d年；Zhou等人，2025a年）。AOPs包括芬顿反应、类芬顿反应、光催化、臭氧化和电化学方法（图1a），主要通过活性氧物种（ROS）如羟基自由基（•OH）、单线态氧（↑O?）、超氧阴离子（O?•?）和臭氧（O?）发挥作用（Haenelt等人，2023年；Rui等人，2026年）。最近的综述研究了污泥和废水中的ARGs降解策略，包括传统的厌氧消化和好氧堆肥，并优化了操作参数以提高去除效率（Okoye等人，2025年）。将AOPs与生化或膜基处理结合的混合策略，如超滤-光催化或超声辅助分离，表明具有显著限制ARG传播的潜力（Manoharan等人，2022年）。在分子和界面层面的机制研究进一步阐明了ROS介导的ARGs和ARBs失活途径（Li等人，2024a年）。
对最近数据的分析表明，过去十年中使用AOPs进行ARGs降解的研究呈明显上升趋势（图1）。在实际应用中，光催化占32.3%，类芬顿反应占19.9%，臭氧化占15.3%，电化学氧化占11.3%，氯化占21.2%。选择最佳技术或其组合取决于环境条件、ARG类型和经济考虑。催化材料、反应器设计和混合AOPs策略的持续进步正在扩展其适用于越来越复杂和异质性的废水和污泥矩阵的能力。
尽管取得了这些进展，但关于ARGs的起源、环境分布、分析方法和去除机制的综合性总结仍然有限。本综述整合了138篇出版物，系统地概述了ARGs的存在、检测方法和降解途径，重点介绍了类芬顿反应、臭氧化、电化学和光催化方法的最新进展。此外，还讨论了光-Fenton和UV/氯化等耦合策略，以及将实验室规模的AOPs转化为可持续、高效处理的挑战和前景。
章节片段
ARGs在环境中的存在和分布
ARGs普遍存在于空气、土壤、地表水和地下水、沉积物以及受人类影响的系统中，如污水处理厂、水产养殖场和农场（Duan等人，2025年；Zhang等人，2022c年）。ARGs也存在于食品中，包括发酵食品和动物衍生食品，这突显了潜在的人类暴露途径（图S1a）（Rodrigues等人，2020年；Tan等人，2021年；Wisniewski等人，2024年）。
ARGs可以根据它们所抵抗的抗生素类别进行分类：磺胺类
ARGs的降解技术
传统的处理技术，如吸附、混凝和超滤（UF），无法将污染物转化为无害化合物（Priyadarshini等人，2022年；Wang等人，2016年）。为了解决这些问题，AOPs作为一种替代方法应运而生。AOPs已证明能够快速降解废水中的有毒污染物，并且也被成功用于ARGs的降解（表S1）（Deng等人，2024年；He等人，2023a年；Liu等人，2024b年；Lu等人，2025a年）。
不同AOPs在ARG去除方面的总体性能
近年来，AOPs因其能够高效生成ROS并有效失活ARGs而受到广泛关注。研究表明，芬顿反应和类芬顿氧化、臭氧化、光催化和电化学氧化都能实现不同程度的ARG去除。其中，过氧化物（PMS，H?O?）激活和电化学氧化系统通常表现出更高的降解效率，而光催化系统则
结论与展望
ARGs在环境中的分布非常复杂，对公共健康构成重大威胁。本综述简要介绍了ARGs的来源、环境分布、传播途径和分析方法。同时还详细探讨了过去三年中报道的ARGs的降解方法，主要关注芬顿氧化、类芬顿氧化、光催化氧化、O?氧化和电化学氧化等AOPs。
CRediT作者贡献声明
陈高：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、数据分析、概念化。 张亮：撰写——审查与编辑、监督、软件、调查、数据分析、概念化。 张琳琳：监督、项目管理、方法论。 李贤基：撰写——审查与编辑、可视化、验证、监督。 唐胜：撰写——审查与编辑、可视化、验证、监督、资源获取、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家自然科学基金（编号22276080、22574067和W2431017）、江苏省自然科学基金（编号BK20241025）以及江苏省研究生研究与实践创新计划（编号SJCX25_2539）的支持。
作者：陈高 | 张亮 | 张琳琳 | 李贤基 | 唐胜
